晶闸管主电路

晶闸管主电路晶闸管的保护容量扩展晶闸管的使用查表选择法晶闸管主电路晶闸管的保护容量扩展晶闸管的使用查表选择法1.过电压保护2.过电流保护

由于晶闸管的击穿电压接近工作电压，热容量小，承受过电压与过电流能力很差，短时间的过电压、过电流都可能造成晶闸管的损坏。晶闸管的保护晶闸管的保护容量扩展晶闸管的使用查表选择法1.过电压保护2.过电流保护过电压标准关断过电压直流侧过电压交流侧过电压过电压分类晶闸管的保护过电压保护措施过电压分类按原因分类按位置分类按原因分类按位置分类过电压分类浪涌过电压操作过电压浪涌过电压浪涌过电压：由于外部原因，例如雷击、电网激烈波动或干扰等产生的过电压。

特点：具有偶然性，能量大、电压高。

限定：将其值限制在UDSM、URSM值以下。操作过电压操作过电压：在操作过程中，由于电路状态变化时积聚的电磁能量不能及时的消散。

特点：频繁发生。

限定：将其值限制在UTn以内。按原因分类按位置分类过电压分类晶闸管关断过电压交流侧过电压直流侧过电压过电压标准

凡是超过晶闸管正常工作时承受的最大峰值电压都是过电压。

晶闸管关断过电压及其保护

在关断时刻，晶闸管电压波形出现的反向尖峰电压（毛刺）就是关断过电压。关断过电压晶闸管关断过电压及其保护

保护措施：最常用的方法是在晶闸管两端并接电容，利用电容电压不能突变的特性吸收尖峰过电压，把它限制在允许的范围内。阻容保护交流侧过电压及其保护

合闸过电压：由高压电源供电或电压比很大的变压器供电，在一次侧合闸瞬间，由于一、二次绕组之间存在分布电容，使得高电压耦合到了低压侧，结果发生过电压。

保护措施：在单相变压器二次侧或三相变压器二次侧星形中点与地之间并联0.5μF左右的电容，也可在变压器一、二次绕组之间加屏蔽层。交流侧过电压及其保护拉闸过电压：与整流装置并联的其它负载或装置直流侧断开时，因电源回路电感产生感应电动势造成过电压；整流变压器空载且电源电压过零时一次侧断电，因变压器励磁电流突变导致二次侧感应过电压。一般来说，开关速度越快，过电压就越高。保护措施：这两种情况产生的过电压都是瞬时的尖峰电压，常用阻容吸收电路或整流式阻容加以保护。

直流侧过电压及其保护

当整流器在带负载工作中，如果直流侧突然断路，例如快速熔断器突然熔断、晶闸管烧断或拉断直流开关，都会因大电感释放能量而产生过电压，并通过负载加在关断的晶闸管上，使晶闸管承受过电压。

过电压保护措施三相整流连接单相连接三相Y连接三相连接晶闸管的保护容量扩展晶闸管的使用查表选择法1.过电压保护2.过电流保护过电流原因过电流保护措施过电流标准晶闸管的保护过电流标准

凡是超过晶闸管正常工作时承受的最大峰值电流都是过电流。

过电流原因

产生过电流原因很多，但主要有以下几个方面：有变流装置内部管子损坏；触发或控制系统发生故障；可逆传动环流过大或逆变失败；交流电压过高、过低、缺相及负载过载等。过电流标准

凡是超过晶闸管正常工作时承受的最大峰值电流都是过电流。

过电流保护措施A--交流进线电抗器B--电流检测和过电流继电器C、D、E--快速熔断器F--过电流继电器G--直流快速开

过电流保护措施

串接交流进线电抗或采用漏抗大的整流变压器，利用电抗限制短路电流。过电流保护措施

当发生过流时，促使交流开关跳闸，切断电源或拉入逆变。

过电流保护措施

直流快速开关动作时间只有2ms，优于快速熔断器熔断而保护晶闸管，但此开关昂贵且复杂，所以使用不多。过电流保护措施

具有快速熔断特性，在流过6倍额定电流时熔断时间小于20ms，目前常用的有：RLS系列（螺旋式）、ROS系列，RS3系列、RSF系列可带熔断撞针指示和微动开关动作指示。

过电流保护措施

熔体额定电流IRD的选择：

1.57IT（AV）≥IRD≥ITM桥臂串快熔交流侧快熔直流侧快熔晶闸管的保护查表选择法晶闸管的容量扩展容量扩展晶闸管的使用

为了满足高耐压、大电流的要求，就必须采取晶闸管的容量扩展技术，即用多个晶闸管串联来满足高电压要求，用多个晶闸管并联来满足大电流要求，甚至可以采取晶闸管装置的串并联来满足要求。

1.晶闸管的串联2.晶闸管的并联3.装置串并联晶闸管的保护查表选择法晶闸管的容量扩展容量扩展晶闸管的使用1.晶闸管的串联2.晶闸管的并联3.装置串并联不均压问题均压措施串联不均压问题

由于晶闸管制造时参数就存在离散性，在其阳极反向耐压截止时，虽然流过的是同一个漏电流，但每只管子实际承受的反向阳极电压却不同，出现了串联不均压的问题。

反向电压分配不均均压措施均压措施（1）尽量选择同一厂家、同一型号、同一批次、特性较一致的管子串联。（2）采用静态均压和动态均压电路（3）采用前沿陡、幅值大的强触发脉冲。（4）降低电压定额值的10%~20%使用。晶闸管的保护查表选择法晶闸管的容量扩展容量扩展晶闸管的使用1.晶闸管的串联2.晶闸管的并联3.装置串并联不均流问题均流措施并联不均流问题

由于参数的离散性，晶闸管在正向导通时，虽然耐受的是相同的阳极电压，但每只管子实际流过的正向阳极电流却不同，出现了并联不均流的问题。

电流分配不均电阻均流电抗均流均流措施（1）尽量选择同一厂家、同一型号、同一批次、特性较一致的管子串联。（2）采用静态均流和动态均流电路（3）采用前沿陡、幅值大的强触发脉冲。（4）降低电流定额值的10%~20%使用。晶闸管的保护查表选择法晶闸管的容量扩展容量扩展晶闸管的使用1.晶闸管的串联2.晶闸管的并联3.装置串并联

整流装置成组串联（适用于高电压）或成组并联（适用于大电流），使整流效果更好。成组串联成组并联晶闸管的保护容量扩展晶闸管的使用查表选择法晶闸管主电路使用注意问题工作中过热问题运行中损坏问题使用注意问题

（1）选用晶闸管的额定电流时，除了考虑通过元件的平均电流外，还应注意正常工作时导通角的大小、散热通风条件等因素。在工作中还应注意管壳温度不超过相应电流下的允许值。（2）使用晶闸管之前，应该用万用表检查晶闸管是否良好。发现有短路或断路现象时，应立即更换。

使用注意问题（3）保证所规定的冷却条件。使用中若冷却系统发生故障，应立即停止使用，或者将负载减小到原额定值的三分之一做短时间应急使用。

冷却条件规定：如果采用强迫风冷方式，则进口风温不高于40℃，出口风速不低于5m/s。如果采用水冷方式，则冷却水的流量不小于4000mL/min，进水温度不超过35℃。使用注意问题（4）保证散热器与晶闸管管体接触良好。（5）严禁用兆欧表检查晶闸管的绝缘情况。（6）按规定对晶闸管采用过压及过流保护装置。（7）防止晶闸管门极的正向过载和反向击穿。（8）定期对设备进行维护，如清除灰尘、拧紧接触螺丝等。工作中过热问题

晶闸管在工作中过热的原因，应当从发热和冷却两个方面找原因，主要有：（1）晶闸管过载。（2）通态平均电压即管压降偏大。（3）正、反向断态漏电流偏大。（4）门极触发功率偏高。（5）晶闸管与散热器接触不良。（6）环境温度和冷却介质温度偏高。（7）冷却介质流速过低。运行中损坏问题

引起晶闸管器件损坏的原因有很多，下面介绍一些常见的损坏器件的原因。（1）电流方面的原因输出端发生短路或过载，而过电流保护不完善，熔断器规格不对，快速性能不合乎要求。输出接电容滤波，触发导通时，电流上升率太大造成损坏。（2）电压方面的原因没有适当的过电压保护，外界因开关操作、雷击等有过电压侵入或整流电路本身因换相造成换相过电压，或是输出回路突然断开而造成过电压均可损坏元件。运行中损坏问题

（3）元件自身的原因元件特性不稳定，正向电压额定值下降，造成连续的正向转折引起损坏，反向电压额定值下降，引起反向击穿。（4）门极方面的原因门极所加最高电压、电流或平均功率超过允许值；门极和阳极发生短路故障；触发电路有故障，加在门极上的电压太高，门极所加反向电压太大。（5）散热冷却方面的原因散热器没拧紧，温升超过允许值，或风机、水冷却泵停转，元件温升过高使其结温超过允许值，引起内部PN结损坏。晶闸管的保护容量扩展晶闸管的使用查表选择法查表选择法根据线路型式、电源电压及负载性质等因素，并适当考虑一定的安全裕量，查表选择晶闸管。

额定电压的选择：UTn=（2~3）UTm

额定电流的选择：IT（AV）=（1.5~2）KId晶闸管的保护容量扩展晶闸管的使用查表选择法查表选择法

例某晶闸管主电路为三相全控桥式整流电路，已知整流变压器二次侧相电压为140V，负载为直流电动机，最大电流为466A，试用查表法选择晶闸管。UTn=（2~3）UTm=686~1029VIT（AV）=（1.5~2）KId

=（1.5~2）×0.3